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pvt法生长大直径6H-SiC晶体感应加热对系统的影响

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人工晶体学报 2007年第1期36卷 180-183页

作者：张群社陈治明李留臣蒲红斌封先锋西安理工大学电子工程系西安710048

采用有限元分析法系统地研究了大尺寸6H-SiC晶体pvt法生长装置中感应加热线圈的不同高度和匝间距对生长腔、粉源以及晶体生长温度场的影响;分析比较了线圈不同高度和匝间距时晶体生长面径向温度梯度的变化。结果表明:在中频电源的输出... 详细信息

采用有限元分析法系统地研究了大尺寸6H-SiC晶体pvt法生长装置中感应加热线圈的不同高度和匝间距对生长腔、粉源以及晶体生长温度场的影响;分析比较了线圈不同高度和匝间距时晶体生长面径向温度梯度的变化。结果表明:在中频电源的输出功率和频率固定,盲孔内径不变的情况下,通过调整线圈匝间距和高度可以减小晶体生长面径向温度梯度,改善晶体的质量,同时又有较高的生长速率。

关键词： pvt法 SiC粉源温度场温度梯度

基于pvt法的小通道气液两相流段塞流的流量测量

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中南大学学报（自然科学版） 2016年第2期47卷 635-639页

作者：冀海峰李华军黄志尧王保良李海青浙江大学控制科学与工程学院工业控制技术国家重点实验室浙江杭州310027

针对小通道气液两相流段塞流,将常规通道的压力-体积-温度测量法(pvt法)应用于两相流流量测量研究。利用光电传感器、温度传感器以及差压传感器采集上、下游位置的气液两相流流速信号、温度信号和压力信号,然后根据pvt法测量原理实现气... 详细信息

针对小通道气液两相流段塞流,将常规通道的压力-体积-温度测量法(pvt法)应用于两相流流量测量研究。利用光电传感器、温度传感器以及差压传感器采集上、下游位置的气液两相流流速信号、温度信号和压力信号,然后根据pvt法测量原理实现气液两相流流量测量。实验中采用的小通道内径为5.0 mm。研究结果表明:本文提出的将pvt法应用于小通道气液两相流段塞流流量测量的方法是可行的,两相流互相关流速测量最大相对误差在6%以内,两相流液相流量测量最大相对误差在10%以内。

关键词：气液两相流段塞流小通道流量 pvt法

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pvt法SiC单晶生长传热分析(英文)

人工晶体学报 2004年第4期33卷 510-515页

作者：李河清倪代秦吴星胡伯清朱丽娜陈小龙中国科学院物理研究所北京100080

研究了pvt法生长SiC过程中的传热行为 ,以优化生长条件、获得高质量单晶。该研究是针对坩埚盖 (籽晶粘附于坩埚盖上 )和炉盖之间的传热行为进行的。研究认为 ,坩埚盖上部石墨毡开孔形状和大小对坩埚盖的径向温度场有很大影响。采用本文... 详细信息

研究了pvt法生长SiC过程中的传热行为 ,以优化生长条件、获得高质量单晶。该研究是针对坩埚盖 (籽晶粘附于坩埚盖上 )和炉盖之间的传热行为进行的。研究认为 ,坩埚盖上部石墨毡开孔形状和大小对坩埚盖的径向温度场有很大影响。采用本文简化的模型可以估算坩埚在不同位置下、不同的石墨毡开孔形状和大小时坩埚盖和炉盖之间总的辐射热阻和传热量。对影响坩埚盖和炉盖之间传热的因素进行了讨论。另外 ,讨论了在生长过程中动态调整坩埚盖散热条件的可行性。

关键词： pvt法 SiC 晶体生长碳化钙坩埚辐射热阻传热量

pvt法生长大直径SiC晶体粉源的热特性及对生长的影响

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Journal of Semiconductors 2007年第1期28卷 60-64页

作者：张群社陈治明李留臣杨峰蒲红斌封先锋西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048 西安交通大学西安710048

研究了SiC粉料的空隙率对晶体生长的影响.分析比较了当粉料取不同空隙率时粉料中以及生长腔内温度分布的异同,并结合实验研究了生长腔内等温线的不同形状和生长晶体表面形貌之间的关系.数值计算和实验结果均表明,生长腔内等温线的形状... 详细信息

研究了SiC粉料的空隙率对晶体生长的影响.分析比较了当粉料取不同空隙率时粉料中以及生长腔内温度分布的异同,并结合实验研究了生长腔内等温线的不同形状和生长晶体表面形貌之间的关系.数值计算和实验结果均表明,生长腔内等温线的形状直接决定着生长晶体的表面形貌;粉源内较大的空隙率有利于粉的有效升华和晶体的稳定生长.

关键词： pvt法 SiC粉源温度场空隙率

大直径6H-SiC晶体pvt法生长感应加热系统有限元分析

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Journal of Semiconductors 2007年第Z1期28卷 225-229页

作者：张群社陈治明西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048 西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048

采用有限元分析法系统地研究了大尺寸6H-SiC晶体pvt法生长装置中感应加热线圈的不同高度和匝间距对生长腔、粉源以及生长晶体温度场的影响;分析比较了线圈取不同匝间距时晶体生长面径向温度梯度的变化.结果表明,在中频电源的输出功率和... 详细信息

采用有限元分析法系统地研究了大尺寸6H-SiC晶体pvt法生长装置中感应加热线圈的不同高度和匝间距对生长腔、粉源以及生长晶体温度场的影响;分析比较了线圈取不同匝间距时晶体生长面径向温度梯度的变化.结果表明,在中频电源的输出功率和频率固定,盲孔内径不变的情况下,通过适当调整线圈匝间距和高度可以减小晶体生长面径向温度梯度,提高晶体的质量,同时又有比较高的生长率.

关键词： pvt法 SiC粉源温度场温度梯度

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AlN晶体pvt法生长用坩埚材料技术

材料导报 2021年第S2期35卷 118-120,137页

作者：王嘉彬陈红梅袁超湖南人文科技学院精细陶瓷与粉体材料湖南省重点实验室娄底417000 湖南涉外经济学院长沙410205

宽禁带半导体材料氮化铝(AlN)具有熔点高、临界击穿场强高、高温热稳定性好和耐腐蚀性优等特点,是极其重要的第三代半导体材料。物理气相传输(pvt)法作为被广泛采用的AlN晶体生长技术,其工艺条件与环境要求极为苛刻。耐高温、抗腐蚀、... 详细信息

宽禁带半导体材料氮化铝(AlN)具有熔点高、临界击穿场强高、高温热稳定性好和耐腐蚀性优等特点,是极其重要的第三代半导体材料。物理气相传输(pvt)法作为被广泛采用的AlN晶体生长技术,其工艺条件与环境要求极为苛刻。耐高温、抗腐蚀、长寿命坩埚已成为大尺寸、高质量AlN晶体生长的技术难题之一。本文介绍AlN晶体pvt法生长的基本原理与过程,分析晶体生长对坩埚材料的性能要求,重点综述了TaC坩埚和TaC涂层石墨坩埚的制备技术。

关键词： AlN晶体 pvt法坩埚材料

基于pvt法的SiC晶体热场模拟及p型4H-SiC的生长

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基于PVT法的SiC晶体热场模拟及p型4H-SiC的生长

作者：王健太原理工大学

学位级别：硕士

碳化硅(SiC)是一种新型的第三代宽禁带半导体材料,可在高温、高压和高频等极端环境中替代传统半导体材料,在航天、航空、军事等领域有广阔的应用前景。物理气相传输法(pvt)生长大尺寸SiC晶圆需在超过2000℃的密闭坩埚中制备,温度分布对... 详细信息

碳化硅(SiC)是一种新型的第三代宽禁带半导体材料,可在高温、高压和高频等极端环境中替代传统半导体材料,在航天、航空、军事等领域有广阔的应用前景。物理气相传输法(pvt)生长大尺寸SiC晶圆需在超过2000℃的密闭坩埚中制备,温度分布对晶体生长至关重要。由于单次生长实验的成本过高,生长周期长,且无法直接测定温度分布。对SiC晶体生长进行热场模拟,可掌握其生长规律并优化实验装置,低成本高效的获得高质量的晶体。大部分电力电子器件的制作都需要n型和p型两种导电性的SiC材料共同参与,由于掺杂技术的制约,p型衬底的电阻率比n型衬底的电阻率高50倍。高掺杂、低电阻率和低缺陷p型SiC晶圆的制备仍是一个亟待解决的问题。针对pvt法生长SiC单晶,进行了热场理论模拟。通过调整p型SiC晶体的掺杂工艺,制备了高掺杂且晶型稳定的4H-SiC晶体。具体的研究内容如下:(1)对pvt法生长SiC的实验装置进行了建模,针对温度、压强、线圈位置、粉料与籽晶距离和测温孔尺寸等影响SiC晶体生长的因素,使用STR公司的VR-pvt SiC 6.5模拟软件对其进行热场模拟。模拟得到适合本实验生长系统的生长温度范围在2200℃左右,压强为400-500Pa。籽晶与粉料距离为79mm,测温孔半径在10-15mm之间时,可将平均生长速率维持在100-140μm/h,避免低速率下籽晶的分解和高速率晶体生长不均匀。通过调节线圈高度和测温孔深度可以对生长室内的温场进行微调。(2)进行晶体生长长程模拟,可给出生长50小时后的晶体状态。研究了改变坩埚结构后晶体内部温场的变化,并分析了温场变化对热应力的影响。研究发现,改变坩埚的侧面和顶部结构可以有效改善坩埚内温度梯度分布。设计薄壁坩埚和中空结构坩埚盖,有效减小了SiC晶体内的热应力,并将高位错区移向晶体的边缘。最终设计的优化坩埚结构可将晶体内热应力的最大值由1.85MPa减小到1.58MPa,同时将位错密度区由晶体半径20mm处移动到45mm以外。这种坩埚结构的优化理念还可以应用到其他pvt法生长装置中。(3)对Al元素掺杂p型SiC进行工艺探究,使用体式显微镜和能谱分析仪对首次生长晶体中的微管缺陷成因进行分析,发现初始阶段Al源的快速升华使晶体中出现碳包裹体,导致微管缺陷的形成。提出高效获得优化工艺的实验方法,一次实验中采用三个温度点生长p型SiC晶体,并采用Ar和N共同作为填充气体以降低晶体中的应力,获得了电阻率为0.485Ω·cm的4英寸4H-SiC单晶衬底。将拉曼LOPC模半高宽与二次离子质谱仪测试的载流子浓度数据进行拟合,修正了p型4H-SiC的载流子浓度经验公式,得出最大载流子浓度为9.62×10cm,计算误差在3.87%以内。

关键词： p型SiC pvt法热场模拟 Al掺杂